Xem mẫu
- TNU Journal of Science and Technology 227(11): 170 - 178
A COMPARATIVE STUDY OF POWER LOSS ALLOCATION METHODS
FOR IEEE 33-BUS DISTRIBUTION SYSTEM
Le Toan, Duong Duy Long, Ha Duy Giang, Nguyen Tuan Anh, Pham Nang Van *
School of Electrical and Electronic Engineering, Hanoi University of Science and Technology
ARTICLE INFO ABSTRACT
Received: 08/7/2022 The restructuring of the electricity industry and the development of the
electricity market have resulted in an increasing need for coping with
Revised: 19/8/2022 the problem of allocating the cost pertaining to deploying power grids
Published: 19/8/2022 to market participants. One of the important components of network
usage charges is the cost of power loss. However, because of the
KEYWORDS nonlinear relationship between power loss and branch power flow, the
power loss allocation in power systems is highly challenging. As a
Electricity market result, current methods for allocating power loss usually do not ensure
Power loss allocation fairness for power grid users. This paper provides a detailed
comparison of three alternative methods associated with power loss
Superposition theorem
allocation, including the procedure using the superposition theorem, the
Modified distflow methodology based on a modified distflow model and the marginal loss
Marginal loss coefficient coefficient algorithm. The calculation results of power loss allocation
for the IEEE 33-bus radial distribution grid are deployed with the aim
of comparing and evaluating these three methods.
SO SÁNH CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN BỔ TỔN THẤT CÔNG SUẤT
CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 33 NÚT IEEE
Lê Toản, Dƣơng Duy Long, Hà Duy Giang, Nguyễn Tuấn Anh, Phạm Năng Văn*
Trường Điện – Điện tử, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT
Ngày nhận bài: 08/7/2022 Sự tái cấu trúc ngành điện và phát triển thị trường điện đã dẫn đến nhu
cầu thực hiện bài toán phân bổ chi phí sử dụng lưới điện cho các đơn vị
Ngày hoàn thiện: 19/8/2022 tham gia thị trường. Một trong các thành phần quan trọng của chi phí sử
Ngày đăng: 19/8/2022 dụng lưới điện là chi phí cho tổn thất công suất trên lưới điện. Tuy
nhiên, vì tổn thất công suất và công suất nút có mối quan hệ phi tuyến
TỪ KHÓA nên giải quyết bài toán phân bổ tổn thất công suất trong lưới điện là một
nhiệm vụ khó khăn. Do đó, các phương pháp phân bổ tổn thất công suất
Thị trường điện hiện tại chưa đảm bảo được yếu tố công bằng cho các đơn vị sử dụng
Phân bổ tổn thất công suất lưới điện. Bài báo này so sánh ba phương pháp phân bổ tổn thất công
Nguyên lý xếp chồng suất của lưới điện, bao gồm phương pháp phân bổ tổn thất công suất sử
dụng nguyên lý xếp chồng, phương pháp dựa trên trào lưu công suất cải
Trào lưu công suất cải biên biên và phương pháp hệ số tổn thất biên. Kết quả phân bổ tổn thất công
Hệ số tổn thất biên suất cho lưới điện phân phối 33 nút IEEE được sử dụng để so sánh và
đánh giá ba phương pháp.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.6242
*
Corresponding author. Email: van.phamnang@hust.edu.vn
http://jst.tnu.edu.vn 170 Email: jst@tnu.edu.vn
- TNU Journal of Science and Technology 227(11): 170 - 178
1. Giới thiệu
Ngành công nghiệp điện trên toàn thế giới đã và đang thay đổi từ mô hình vận hành tập trung
sang mô hình vận hành thị trường. Để thực hiện cân bằng thị trường, đơn vị vận hành thường sử
dụng thủ tục đấu giá. Các đơn vị phát điện gửi bản chào bán điện và các đơn vị mua điện gửi bản
chào mua điện. Sau đó, đơn vị vận hành thị trường điện sử dụng các bản chào này để xây dựng
đường cong chào giá (đường cung) và đường cong trả giá (đường cầu). Giao điểm của hai đường
cong là điểm cân bằng thị trường, từ đó tính toán được giá thị trường, công suất bán của các đơn
vị phát điện và công suất mua của các đơn vị mua điện. Thủ tục đấu giá thường được thực hiện
hằng ngày và cân bằng thị trường của ngày tới (ngày D) được xác định tại thời điểm buổi trưa
của ngày trước (ngày D-1) [1].
Tuy nhiên, quy trình cân bằng thị trường nêu trên không xét lưới điện, tức là tổn thất công
suất của lưới điện không được xem xét. Tuy nhiên, tổng công suất phát của các nguồn điện bằng
tổng công suất tiêu thụ của phụ tải cộng với tổn thất công suất trên lưới điện. Từ đó, vấn đề đặt ra
là “Ai sẽ là người trả tiền cho những tổn thất này”. Việc trả lời câu hỏi này dẫn đến nhu cầu thực
hiện bài toán phân bổ tổn thất công suất cho các đơn vị tham gia thị trường.
Đối với các phương pháp phân bổ tổn thất công suất, các yêu cầu sau cần phải được đảm bảo:
(1) Đơn giản; (2) Đảm bảo sự công bằng; (3) Nhất quán với lời giải phân tích trào lưu công suất;
(4) Áp dụng được cho cả lưới điện hở và kín; (5) Khuyến khích sự cải thiện hệ số công suất của
tải và (6) Phân bổ được cho nguồn và tải. Đối chiếu với những yêu cầu trên, phân bổ tổn thất
công suất là bài toán rất phức tạp. Nguyên nhân là do mối quan hệ phi tuyến giữa tổn thất công
suất và công suất nút.
Chính mối quan hệ phi tuyến này đã thu hút nhiều nhà nghiên cứu đề xuất các phương pháp
khác nhau để phân bổ tổn thất công suất. Một số nghiên cứu hiện tại như sau:
1) Phương pháp ma trận tổng trở nút [2] dựa trên kết quả phân tích trào lưu công suất. Phương
pháp này có thể phân bổ tổn thất công suất cho cả nguồn và phụ tải. Tuy nhiên, nhược điểm của
phương pháp là không thể áp dụng cho lưới điện phân phối chỉ có đường dây trên không.
2) Phương pháp cộng công suất [3] sử dụng hệ số kinh nghiệm để phân bổ tổn thất công suất.
Do sử dụng hệ số kinh nghiệm nên kết quả của phương pháp này không đảm bảo sự công bằng.
Một hạn chế khác của phương pháp cộng công suất là chỉ có thể áp dụng cho lưới điện phân phối.
3) Phương pháp dựa trên giá trị [4] áp dụng lý thuyết trò chơi. Nhược điểm của phương pháp
này là khối lượng tính toán lớn và chỉ có thể áp dụng cho lưới hình tia hoặc lưới kín đơn giản.
4) Phương pháp tỷ lệ [5] rất đơn giản về mặt tính toán. Đầu tiên, 50% tổn thất công suất được
phân bổ cho nguồn và 50% tổn thất công suất được phân bổ cho tải. Tiếp theo, tổn thất công suất
được phân bổ cho từng nguồn (phụ tải) tỷ lệ với công suất phát (tiêu thụ) tương ứng. Nhược điểm
của phương pháp này là bỏ qua vị trí của nguồn và phụ tải. Nếu lưới điện chỉ có một nguồn thì
nguồn điện này sẽ được phân bổ một nửa tổng tổn thất công suất.
5) Phương pháp sử dụng nguyên lý xếp chồng [6], [7] không có giả thiết và có thể áp dụng
cho cả lưới điện có mạch vòng kín và hình tia. Tuy nhiên phương pháp này chưa phân bổ tổn thất
công suất đồng thời cho cả nguồn và tải.
6) Phương pháp dựa trên trào lưu công suất cải biên [8] chỉ phân bổ tổn thất công suất cho
nút và chỉ áp dụng cho lưới phân phối hình tia.
7) Phương pháp hệ số tổn thất biên [5], [9] đang được sử dụng tại một số thị trường điện như
PJM, CAISO, ISO-NE và SPP. Phương pháp này đòi hỏi bước hiệu chỉnh do kết quả phân bổ tổn
thất công suất sử dụng hệ số tổn thất biên không nhất quán với lời giải trào lưu công suất.
Mục đích của bài báo này là so sánh kết quả phân bổ tổn thất công suất cho lưới điện phân phối
33 nút IEEE sử dụng ba phương pháp, bao gồm phương pháp sử dụng nguyên lý xếp chồng,
phương pháp sử dụng trào lưu công suất cải biên và phương pháp hệ số tổn thất biên. Các đóng góp
chính của nghiên cứu bao gồm: (1) Mô tả chi tiết ba phương pháp phân bổ tổn thất công suất của
lưới điện; (2) So sánh kết quả phân bổ tổn thất công suất cho lưới điện phân phối 33 nút IEEE.
http://jst.tnu.edu.vn 171 Email: jst@tnu.edu.vn
- TNU Journal of Science and Technology 227(11): 170 - 178
Bài báo gồm bốn phần. Phần 2 trình bày mô hình toán học của ba phương pháp phân bổ tổn
thất công suất. Phần 3 áp dụng tính toán cho lưới điện 33 nút IEEE. Những kết luận và hướng
nghiên cứu trong tương lai được mô tả trong phần 4.
2. Các phƣơng pháp phân bổ tổn thất công suất
2.1. Phân bổ tổn thất công suất dựa trên nguyên lý xếp chồng
Quy trình phân bổ tổn thất công suất gồm ba bước chính: (1) Phân tích trào lưu công suất; (2)
Mô hình hóa hệ thống điện và (3) Ứng dụng nguyên lý xếp chồng.
2.1.1. Phân tích trào lưu công suất
Phân tích trào lưu công suất nhằm mục đích xác định mô-đun và góc pha điện áp tại các nút;
công suất tác dụng và công suất phản kháng của các nguồn điện; dòng công suất trên các nhánh
và tổn thất công suất của lưới điện [10].
Giả sử hệ thống điện có N nút, ma trận tổng dẫn nút mô tả mạng điện được ký hiệu là Ybus.
Hệ phương trình phi tuyến mô tả hệ thống điện trong chế độ xác lập ở dạng tọa độ cực:
N
iP U i U k Gik cos ik Bik sin ik ; i 1, 2,..., N
k 1
N
(1)
Q U U G sin B cos ;
i k i 1, 2,..., N
i
k 1
ik ik ik ik
Trong đó, Pi, Qi lần lượt là công suất tác dụng và công suất phản kháng tại nút i; Ui, Uk lần
lượt là mô-đun điện áp của nút i và k; Gik, Bik lần lượt là phần thực và phần ảo của phần tử ik
trong ma trận tổng dẫn nút; δi, δk lần lượt là góc pha điện áp nút i và k.
Để giải hệ phương trình phi tuyến (1), ta sử dụng phương pháp Newton-Raphson [11]. Theo
phương pháp này, tại mỗi bước lặp, ta cần giải hệ phương trình tuyến tính sau:
r r r
P H N δ
Q M L U / U (2)
Trong đó, H, N, M và L là các ma trận con của ma trận Jacobi.
T T
ΔP ΔQ P1 , P2 , , PN 1 | Q1 , Q2 , , QND (3)
2.1.2. Mô hình hóa hệ thống điện
Phụ tải ở nút k được mô hình hóa bằng một nguồn dòng tương đương:
P jQDk
*
J Dk Dk (4)
U k*
Trong đó, PDk , QDk và U k* biểu thị cho công suất tác dụng, công suất phản kháng của phụ tải
và điện áp phức liên hợp tại nút k.
Nguồn điện được mô hình hóa bằng một tổng dẫn tương đương như sau:
PGi jQGi
*
yGi (5)
U i2
Trong đó, PGi , QGi và U i tương ứng là công suất tác dụng, công suất phản kháng của nguồn
điện và mô-đun điện áp tại nút i.
Sau đó, tổng dẫn tương đương của mỗi nguồn điện được thêm vào phần tử đường chéo (i,i)
của ma trận tổng dẫn nút, ta thu được ma trận tổng dẫn nút cải biên Ybus
mod
. Nghịch đảo của Ybus
mod
được gọi là ma trận tổng trở nút cải biên như sau:
http://jst.tnu.edu.vn 172 Email: jst@tnu.edu.vn
- TNU Journal of Science and Technology 227(11): 170 - 178
1
Z mod
bus
Ybus
mod
(6)
2.1.3. Áp dụng nguyên lý xếp chồng
Giả thiết rằng hệ thống điện có N D phụ tải, ta có ma trận đường chéo J N D N D :
J1 0 ... 0
0 J2 ...
0
J (7)
... ... ... ...
0 0 ... J N D
Ma trận Z N N D được xây dựng bằng cách loại bỏ các cột ứng với nút nguồn của ma trận
tổng trở nút cải biên Z mod
bus
.
Bằng cách nhân hai ma trận Z và J, ma trận điện áp U N N D thu được như sau:
U1,1 U1,2 ... U1, N J1 0 ... 0
D
0
U 2,1 U 2,2 ... U 2, N D
Z
J2 ... 0
(8)
... ... ... ... ... ... ... ...
U N ,1 U N ,2 ... U N , N
D
0 0 ... J N D
Trong đó, phần tử U i , k của ma trận U biểu thị cho mức độ đóng góp của nguồn dòng J k vào
điện áp phức tại nút i U i .
Cần lưu ý rằng mỗi cột của ma trận U có thể được xây dựng bằng cách sử dụng nguyên lý xếp
chồng khi chỉ một nguồn dòng tương đương hoạt động. Hơn nữa, điện áp phức tại nút i có thể
được xác định từ hàng thứ i của ma trận U như sau:
U i U i ,1 U i ,2 ... U i , N (9)
D
Sự đóng góp của nguồn dòng J k vào dòng nhánh mn tại nút m được tính như sau:
I mn,k Um,k Un,k ymn Um,k ymn
sh
(10)
Trong đó, ymn là tổng dẫn dọc của nhánh mn và y mn
sh
là tổng dẫn ngang của nhánh mn nối với nút m.
Tương tự, sự đóng góp của nguồn dòng J k vào dòng nhánh mn tại nút n được tính như sau:
I nm,k Un,k Um,k ymn Un,k ynm
sh
(11)
Trong đó, y nm
sh
là tổng dẫn ngang của nhánh mn kết nối với nút n.
Sự đóng góp của nguồn dòng J k tới tổn thất công suất trên nhánh mn được xác định như sau:
Smn,k Um .I mn
*
,k
Un .I nm
*
,k
(12)
Sự đóng góp của mỗi phụ tải vào tổng tổn thất công suất của lưới điện được tính như sau:
Sk Smn ,k (13)
nhánh mn
2.2. Phân bổ tổn thất công suất sử dụng trào lưu công suất cải biên
Xét hệ thống điện gồm hai nút được mô tả như Hình 1.
http://jst.tnu.edu.vn 173 Email: jst@tnu.edu.vn
- TNU Journal of Science and Technology 227(11): 170 - 178
Ui ,i Rij , X ij U j , j
i j
Pij , Qij Pji , Q ji
H nh 1. Hệ thống điện hai nút
Mối quan hệ giữa tỷ số của dòng công suất nhánh với mô-đun điện áp nút và tỷ số của công
suất nút với mô-đun điện áp nút được biểu diễn như sau:
Pij N
P Qij N
Q
k ; k (14)
Ui k j Uk Ui k j Uk
Trong đó, N là tổng tất cả các nút có trong mạng điện.
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên toàn lưới điện được xác định như sau:
2 2
Pij2 Qij2 Pij Qij
P Rij Rij Rij P P
P Q
(15)
ij U i2 ij i ij i
U U
Trong đó, Ω là tập hợp các nhánh trên toàn lưới điện.
Ma trận chỉ số nhánh – đường (kí hiệu là T) là ma trận được mô tả như sau:
1 lij k
Tij , k (16)
0 lij k
Trong đó, Tij , k là chỉ số liên hệ giữa nhánh ij và nút k; lij là các phần tử thuộc Ω; k là tập
hợp các nhánh nối giữa nút k và nút nguồn.
Biến đổi các biểu thức (14), (15) và ma trận T, mối liên hệ giữa công suất nút, công suất
nhánh và điện áp nút được biểu diễn như sau:
1 1 1 1
US_diag PBr TUR_diag Pbus ; US_diag QBr TUR_diag Qbus (17)
Trong đó, U S_diag , U R_diag là ma trận đường chéo mô-đun điện áp nút đầu và nút cuối của
nhánh; PBr , QBr tương ứng là ma trận cột dòng công suất trên nhánh; Pbus , Q bus lần lượt là ma trận
cột của công suất nút; các ma trận trên có thứ tự các phần tử tương ứng với ma trận T.
Từ (15) và (17), tổn thất nhánh có thể được phân tách thành đóng góp của công suất tác dụng
và công suất phản kháng:
; PijQ Rij Tij U R_diag Q bus
2 2
PijP Rij Tij U R_diag
1
Pbus 1
(18)
Trong đó, Tij là ma trận hàng của ma trận T tương ứng với nhánh ij.
Tổng tổn thất công suất trên mạng điện gây ra bởi công suất tác dụng và công suất phản kháng:
T T
P P TU R_diag
1
Pbus R N TU R_diag
1
Pbus ; P Q TU R_diag
1
Q bus R N TU R_diag
1
Q bus (19)
Trong đó, R N là ma trận đường chéo điện trở trên các nhánh tương ứng với ma trận T.
Từ (18), phân bổ tổn thất công suất trên nhánh ij cho nút k gây ra bởi công suất tác dụng và
công suất phản kháng được xác định bởi hai công thức sau:
PijP,k Uk1Pk Rij Tij UR_diag
1
Pbus ; PijQ,k Uk1Qk Rij Tij UR_diag
1
Qbus (20)
Tổn thất công suất của mạng điện được phân bổ cho một nút bất kỳ:
PkP PijP, k U k1 Pk TkT R N TU R_diag
1
Pbus (21)
lij
PkQ PijQ, k U k1Qk TkT R N TU R_diag
1
Q bus (22)
lij
http://jst.tnu.edu.vn 174 Email: jst@tnu.edu.vn
- TNU Journal of Science and Technology 227(11): 170 - 178
2.3. Phân bổ tổn thất công suất sử dụng hệ số tổn thất biên
Hệ phương trình tuyến tính để tính hệ số tổn thất biên:
P2 P3 PN Q2 Q3 QN P P
... ...
2 2 2 2 2 P2 2
2
P2 P3 PN Q2 Q3 QN P P
... ...
N N N N N N PN N (23)
P2 P3 PN Q2 Q3 QN P P
... ...
U 2 U 2 U 2 U 2 U 2 U 2 Q2 U 2
P P3 PN Q2 Q3 QN P P
2 ... ...
U N U N U N U N U N U N QN U N
Hệ phương trình (23) có thể được viết dưới dạng gọn hơn như sau:
A.p = b (24)
Trong đó, ma trận A là chuyển vị của ma trận Jacobi được xác định từ phân tích trào lưu công
suất bằng phương pháp Newton-Raphson; p là véc-tơ hệ số tổn thất biên và b là véc-tơ hệ số độ
nhạy của tổn thất công suất theo góc pha và mô-đun điện áp nút.
Tổng tổn thất công suất tác dụng của lưới điện:
gij Ui2 U 2j 2UiU j cos i j
1 N N
P (25)
2 i 1 j 1
Trong đó, gij là phần thực của tổng dẫn dọc nhánh ij.
Từ đó, các phần tử của véc-tơ b trong hệ phương trình (24) được tính như sau:
P P
2 gijU iU j sin i j ; 2 gij U i U j cos i j ; i 1,..., N
N N
(26)
i j 1 Ui j 1
Sau khi giải hệ phương trình (24), ta thu được hệ số tổn thất biên tại nút k:
P P
Kk (27)
PDk Pk
Tổn thất công suất được phân bổ cho phụ tải k sử dụng hệ số tổn thất biên:
P
PDk PDk .
PDk .K k (28)
PDk
Tuy nhiên, tổng tổn thất công suất được phân bổ P sử dụng hệ số tổn thất biên không
bằng với tổng tổn thất công suất của lưới điện P khi phân tích trào lưu công suất:
ND ND
P PDk PDk .K k P (29)
k 1 k 1
Từ đó, tổn thất công suất được phân bổ cho phụ tải k:
P
PDk PDk .K k PDk .K k . (30)
P
3. Kết quả tính toán
3.1. Mô tả dữ liệu lưới 33 nút IEEE
Lưới điện phân phối hình tia 33 nút IEEE [4] được mô tả trên Hình 2. Lưới điện có một nguồn
tại nút 1 với U1 1,05pu U cb 12,66 kV . Trong bài báo này, công suất của các phụ tải được
tăng lên 150% so với dữ liệu ban đầu, và tổng công suất phụ tải bằng 5,5725 j3,45 MVA.
http://jst.tnu.edu.vn 175 Email: jst@tnu.edu.vn
- TNU Journal of Science and Technology 227(11): 170 - 178
23 24 25
26 27 28 29 30 31 32 33
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22
H nh 2. Lưới điện phân phối 33 nút IEEE
3.2. Kết quả tính toán
Trong phần này, phân tích trào lưu công suất và phân bổ tổn thất của ba phương pháp được
tính toán bằng phần mềm MATLAB [12].
Phân tích trào lưu công suất của lưới 33 nút, ta được mô-đun và góc pha điện áp nút trong
Bảng 1 và tổng tổn thất công suất tác dụng của lưới điện là 439 kW.
Bảng 1. Kết quả phân tích trào lưu công suất
Nút U pu δ ° Nút U pu δ ° Nút U pu δ °
1 1,050 0 12 0,942 0,255 23 1,020 0,093
2 1,046 0,020 13 0,933 0,388 24 1,010 0,030
3 1,025 0,136 14 0,930 0,503 25 1,005 0,091
4 1,014 0,229 15 0,928 0,558 26 0,973 0,247
5 1,003 0,324 16 0,926 0,592 27 0,969 0,328
6 0,976 0,190 17 0,923 0,706 28 0,952 0,446
7 0,971 0,140 18 0,922 0,720 29 0,940 0,559
8 0,964 0,087 19 1,045 0,006 30 0,935 0,712
9 0,954 0,192 20 1,040 0,086 31 0,929 0,589
10 0,946 0,282 21 1,039 0,112 32 0,927 0,555
11 0,944 0,272 22 1,038 0,140 33 0,927 0,543
Bảng 2. Kết quả tính toán hệ số tổn thất biên trước và sau khi hiệu chỉnh
Nút K K’ Nút K K’ Nút K K’
1 0 0 12 0,1826 0,1215 23 0,0486 0,0323
2 0,0069 0,0046 13 0,2010 0,1338 24 0,0636 0,0423
3 0,0404 0,0269 14 0,2073 0,1380 25 0,0713 0,0475
4 0,0588 0,0391 15 0,2119 0,1410 26 0,1231 0,0819
5 0,0773 0,0514 16 0,2164 0,1440 27 0,1293 0,0861
6 0,1184 0,0788 17 0,2223 0,1479 28 0,1521 0,1012
7 0,1242 0,0826 18 0,2242 0,1492 29 0,1685 0,1121
8 0,1395 0,0928 19 0,0079 0,0053 30 0,1770 0,1178
9 0,1576 0,1049 20 0,0151 0,0101 31 0,1888 0,1257
10 0,1747 0,1163 21 0,0164 0,0109 32 0,1913 0,1273
11 0,1776 0,1182 22 0,0175 0,0116 33 0,1919 0,1277
http://jst.tnu.edu.vn 176 Email: jst@tnu.edu.vn
- TNU Journal of Science and Technology 227(11): 170 - 178
Kết quả tính toán hệ số tổn thất biên được trình bày trong Bảng 2. Khi sử dụng hệ số tổn thất
biên trước hiệu chỉnh (K), tổng tổn thất công suất được phân bổ cho các phụ tải bằng 660 kW.
Tuy nhiên, với hệ số tổn thất biên sau khi hiệu chỉnh (K’), tổng tổn thất công suất được phân bổ
cho các phụ tải là 439 kW. Trị số này chính xác bằng tổng tổn thất công suất khi phân tích trào
lưu công suất.
Kết quả tính toán phân bổ tổn thất công suất sử dụng ba phương pháp được mô tả ở Hình 3.
Từ Hình 3, ta thấy rằng, kết quả phân bổ tổn thất công suất cho phụ tải của ba phương pháp là
khác nhau. Sự khác biệt lớn nhất giữa ba phương pháp phân bổ tại nút 30 (phụ tải có hệ số công
suất bằng 0,316). Trong đó, tổn thất công suất được phân bổ bằng 82,16 kW khi sử dụng trào lưu
công suất cải biên; 49,48 kW khi sử dụng nguyên lý xếp chồng và 35,34 kW khi sử dụng hệ số
tổn thất biên. Đồng thời, với cùng phương pháp, tổn thất công suất được phân bổ cho các phụ tải
phụ thuộc vào công suất tiêu thụ của phụ tải và vị trí của phụ tải trong lưới điện.
H nh 3. Kết quả phân bổ tổn thất công suất của ba phương pháp
4. Kết luận
Bài báo so sánh ba phương pháp phân bổ tổn thất công suất cho lưới điện phân phối 33 nút
IEEE, bao gồm phương pháp dựa trên nguyên lý xếp chồng, phương pháp sử dụng trào lưu công
suất cải biên và phương pháp hệ số tổn thất biên. Đặc điểm chung của ba phương pháp là dễ hiểu,
có xét công suất tiêu thụ và vị trí của phụ tải trong lưới điện. Tuy nhiên, tổn thất công suất được
phân bổ cho phụ tải sử dụng ba phương pháp là khác nhau. Điều này là do phương pháp phân bổ
dựa trên nguyên lý xếp chồng không sử dụng mối quan hệ phi tuyến giữa tổn thất công suất và
công suất nút. Đồng thời, phương pháp hệ số tổn thất biên đòi hỏi bước hiệu chỉnh để đảm bảo
tổng tổn thất công suất được phân bổ bằng với giá trị có được từ phân tích trào lưu công suất. Về
phạm vi áp dụng, phương pháp dựa trên nguyên lý xếp chồng và phương pháp hệ số tổn thất biên
có thể áp dụng cho cả lưới điện kín và lưới điện hình tia. Tuy nhiên, phương pháp sử dụng trào
lưu công suất cải biên chỉ áp dụng được cho lưới điện phân phối với cấu trúc hình tia. Hướng
nghiên cứu tương lai là so sánh các phương pháp phân bổ tổn thất công suất cho lưới điện có các
nguồn điện phân tán và không đối xứng, và đề xuất phương pháp phân bổ tổn thất cho các giao
dịch song phương trong thị trường điện.
http://jst.tnu.edu.vn 177 Email: jst@tnu.edu.vn
- TNU Journal of Science and Technology 227(11): 170 - 178
TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES
[1] N. V. Pham, D. H. Nguyen, and D. H. Nguyen, “The impact of TCSC on transmission costs in
wholesale power markets considering bilateral transactions and active power reserves,” Univ. Danang
- J. Sci. Technol., vol. 12, no. 109, pp. 24–28, Dec. 2016.
[2] A. J. Conejo, F. D. Galiana, and I. Kockar, “Z-bus loss allocation,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 16,
no. 1, pp. 105–110, 2001.
[3] M. Atanasovski and R. Taleski, “Power summation method for loss allocation in radial distribution
networks with DG,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 26, no. 4, pp. 2491–2499, 2011.
[4] S. Sharma and A. R. Abhyankar, “Loss allocation for weakly meshed distribution system using analytical
formulation of Shapley value,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 32, no. 2, pp. 1369–1377, 2016.
[5] A. J. Conejo, J. M. Arroyo, N. Alguacil, and A. L. Guijarro, “Transmission loss allocation: a comparison
of different practical algorithms,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 17, no. 3, pp. 571–576, 2002.
[6] D. Rajičić and M. Todorovski, “Participation of every generator to loads, currents, and power losses,”
IEEE Trans. Power Syst., vol. 36, no. 2, pp. 1638–1640, 2020.
[7] D. L. Duong, T. A. Nguyen, and N. V. Pham, “Superposition principle-based method for power loss
allocation in power systems,” Univ. Danang - J. Sci. Technol., vol. 20, no. 6.2, pp. 63–68, 2022.
[8] T. Yang, Y. Guo, L. Deng, H. Shu, X. Shen, and H. Sun, “A distribution system loss allocation
approach based on a modified distflow model,” in 2020 IEEE Power & Energy Society General
Meeting (PESGM), 2020, pp. 1–5.
[9] J. Mutale, G. Strbac, S. Curcic, and N. Jenkins, “Allocation of losses in distribution systems with
embedded generation,” IEE Proc.-Gener. Transm. Distrib., vol. 147, no. 1, pp. 7–14, 2000.
[10] N. V. Pham and Q. D. Do, “Different linear power flow models for radial power distribution grids: a
comparison,” TNT J. Sci. Technol., vol. 226, no. 15, pp. 12–19, Aug. 2021.
[11] S. Zhou, M. Wang, J. Wang, M. Yang, and X. Dong, “Time-Process Power Flow Calculation
Considering Thermal Behavior of Transmission Components,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 35, no.
6, pp. 4232–4250, Nov. 2020.
[12] MATLAB [Online]. Available: https://www.mathworks.com/products/matlab.html [Accessed June
2022].
http://jst.tnu.edu.vn 178 Email: jst@tnu.edu.vn
nguon tai.lieu . vn
